KR102172175B1 - 이물질 포집 기능을 갖는 터빈 - Google Patents

이물질 포집 기능을 갖는 터빈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 포집 기능을 갖는 터빈은 바디부재, 상기 바디부재에 회전되게 결합되는 회전부재, 상기 회전부재의 외측의 단부에 인접하여 제공되며, 상기 바디부재에 결합되어 홈부를 형성하는 누설방지부재 및 상기 홈부 내측에 결합되는 포집부재를 포함하며, 상기 포집부재는 상기 홈부와 협력하여 상기 회전부재의 회전에 의해 원심력을 가지는 부유하는 이물질이 유입되는 입구부 및 상기 입구부보다 폭이 큰 수용공간을 형성할 수 있다.

Description

이물질 포집 기능을 갖는 터빈{Turbine with Foreign substance collecting function}
본 발명은 이물질 포집 기능을 갖는 터빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전되는 회전부재에 의해서 원심력을 가지는 이물질이 회전부재의 외측으로 이동되면, 상기 이물질을 입구부를 통하여 수용공간으로 수용할 수 있는 발명에 관한 것이다.
증기터빈은 고온, 고압의 증기를 이용하여 로터를 회전시키고 동일 축에 연결된 발전기에서 전기를 생산하는 기계이다. 증기터빈은 크게 증기의 흐름을 안내하는 고정체(Diaphragm)인 바디부재와 블레이드가 장착되어 로터를 회전시키는 회전부재로 나눌 수 있다.
여기서, 증기는 상기 회전부재를 회전시키는 역할을 하여 전기를 생산할 수 있는데, 이러한 증기가 상기 회전부재를 회전시키는데 쓰이지 않고 누설되는 경우에는 전기생산의 효율을 저하시키는 문제가 있다.
즉, 상기 증기가 터빈 내부를 통과할 때 증기의 일부분은 바디부재와 회전부재 사이의 간극으로 누설되는데, 증기가 누설되는 부위는 블레이드의 외측의 단부(tip 부위), 바디부재의 패킹(packing), 블레이드 내측 단부(root 부위)이며, 이렇게 누설되는 증기는 터빈을 회전시키는 일을 하지 않으므로 전기생산의 손실이 되는 것이다.
이와 같은 증기의 누설을 방지하기 위해서, 바디부재에는 상기 블레이드 외측의 단부에 누설방지부재(spill strip)가 설치된다.
한편, 터빈을 회전시키는 증기는 보일러에서 터빈까지의 연결 배관을 통하여 흘러가는데, 상기 배관 내부가 부식되면 스케일이 발생되고, 이러한 스케일 등의 이물질이 증기에 포함되어 터빈 내부까지 들어오기도 한다.
이렇게 터빈 내부로 유입된 이물질은 블레이드 표면과 충돌하여 블레이드 표면을 손상시킨다. 이러한 블레이드 표면의 손상으로 인하여, 증기 유로 조도 불량과 면적 변화에 의한 손실이 발생되고, 블레이드의 균열이 형성되는 문제를 발생시킨다.
또한, 상기 이물질과의 충돌로 인하여 상기 누설방지부재의 손상이 많이 발생되는데, 이는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 누설방지부재(30')와 상기 바디부재(10') 사이의 홈부(H)에 상기 이물질이 유입된 후에 충돌하면서 상기 누설방지부재(30')가 손상되기 때문이다.
다시 말해, 상기 홈부(H)로 들어온 이물질들은 후류측으로 빠져나가지 못하고 블레이드와 누설방지부재(30')의 단부(바디부재와 결합된 부분)와 연속적으로 충돌하면서 침식 손상시키는 것이다.
침식이 심한 경우 상기 누설방지부재(30')의 조각이 이탈되기도 하는데 이렇게 이탈된 누설방지부재(30')의 조각은 증기 유로로 유입되어 블레이드와 충돌하게 되고 블레이드와 바디부재에 큰 손상을 발생시키기도 한다.
더하여, 터빈의 정비시마다 누설방지부재 교체 작업과 블레이드 조도 개선 작업 등을 수행해야하기 때문에, 유지비용이 상승하는 문제도 있다.
따라서, 상기 이물질에 의한 손상을 방지하기 위한 이물질 포집 기능을 갖는 터빈에 대한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 터빈에서 발생되는 이물질을 포집하여 터빈의 손상이 발생하는 것을 방지하여 유지 비용을 감소시킬 수 있는 이물질 포집 기능을 갖는 터빈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 포집 기능을 갖는 터빈은 바디부재, 상기 바디부재에 회전되게 결합되는 회전부재, 상기 회전부재의 외측의 단부에 인접하여 제공되며, 상기 바디부재에 결합되어 홈부를 형성하는 누설방지부재 및 상기 홈부 내측에 결합되는 포집부재를 포함하며, 상기 포집부재는 상기 홈부와 협력하여 상기 회전부재의 회전에 의해 원심력을 가지는 부유하는 이물질이 유입되는 입구부 및 상기 입구부보다 폭이 큰 수용공간을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 포집부재는 상기 홈부의 내측 방향으로 경사지게 제공되는 제1충돌면이 형성되며, 상기 회전부재에 인접하게 제공되는 인접단부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 포집부재는 상기 인접단부와 연결되며, 상기 제1충돌면과 반대 방향으로 경사지게 제공되는 제2충돌면이 형성된 중앙부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 포집 기능을 갖는 터빈에서 상기 포집부재의 상기 인접단부에는 상기 수용공간으로 개방되게 형성된 수용확장골이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 포집부재는 상기 수용공간으로 돌출된 범퍼턱이 제공되며, 상기 바디부재와 결합되는 내측단부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 범퍼턱은 자석으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 포집부재는 상기 회전부재의 외측의 단부를 감싸는 링 형상으로 제공되며, 원주 방향으로 일정 간격 분할된 부분에 상기 홈부를 분할하는 격리벽이 형성될 수 있다.
본 발명의 이물질 포집 기능을 갖는 터빈은 입구부보다 폭이 큰 수용공간이 형성되게 포집부재가 결합될 수 있어, 상기 수용공간으로 이물질이 수렴되는 이점을 가질 수 있다.
이에 의해, 터빈 내부에 부유하는 이물질을 포집할 수 있으며, 상기 이물질에 의해서 상기 터빈의 회전부재, 누설방지부재 등이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
따라서, 터빈의 관리 유지비용을 감소시킬 수 있으며, 터빈의 가동 중지로 인한 터빈의 가동 효율이 저감되는 문제도 방지할 수 있는 이점을 가질 수 있게 된다.
도 1은 종래의 터빈에서 누설방지부재와 바디부재 사이의 홈부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 이물질 포집 기능을 갖는 터빈을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 M부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 이물질 포집 기능을 갖는 터빈에서 포집부재가 수용확장골을 포함하는 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 이물질 포집 기능을 갖는 터빈의 포집부재가 격리벽을 포함하는 실시예를 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈은 회전되는 회전부재(20)에 의해서 원심력을 가지는 이물질(f)이 회전부재(20)의 외측으로 이동되면, 상기 이물질(f)을 입구부(I)를 통하여 수용공간(S)으로 수용할 수 있는 발명에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈은 입구부(I)보다 폭이 큰 수용공간(S)이 형성되게 포집부재(40)가 결합될 수 있어, 상기 수용공간(S)으로 이물질(f)이 수렴될 수 있다.
이에 의해, 터빈 내부에 부유하는 이물질(f)을 포집할 수 있으며, 상기 이물질(f)에 의해서 상기 터빈의 회전부재(20), 누설방지부재(30) 등이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 터빈의 관리 유지비용을 감소시킬 수 있으며, 터빈의 가동 중지로 인한 터빈의 가동 효율이 저감되는 문제도 방지할 수 있다.
구체적으로, 도 2는 본 발명의 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 M부분을 확대하여 도시하는 동시에 이물질(f)이 유입되는 최소 조건을 나타낸 단면도이다.
또한, 도 6은 본 발명의 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈에서 포집부재(40)가 수용확장골(41b)을 포함하는 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈은 바디부재(10), 상기 바디부재(10)에 회전되게 결합되는 회전부재(20), 상기 회전부재(20)의 외측의 단부에 인접하여 제공되며, 상기 바디부재(10)에 결합되어 홈부(H)를 형성하는 누설방지부재(30) 및 상기 홈부(H) 내측에 결합되는 포집부재(40)를 포함하며, 상기 포집부재(40)는 상기 홈부(H)와 협력하여 상기 회전부재(20)의 회전에 의해 원심력을 가지는 부유하는 이물질(f)이 유입되는 입구부(I) 및 상기 입구부(I)보다 폭이 큰 수용공간(S)을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 포집부재(40)는 상기 홈부(H)의 내측 방향으로 경사지게 제공되는 제1충돌면(41a)이 형성되며, 상기 회전부재(20)에 인접하게 제공되는 인접단부(41)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈에서 상기 포집부재(40)의 상기 인접단부(41)에는 상기 수용공간(S)으로 개방되게 형성된 수용확장골(41b)이 제공될 수 있다.
상기 바디부재(10)는 후술할 회전부재(20), 누설방지부재(30), 포집부재(40) 등이 결합되는 바디의 역할을 할 수 있다. 더하여, 일반적인 증기 터빈에서 가질 수 있는 구성들도 포함할 수 있다.
즉, 외부케이싱, 내부케이싱 등을 포함할 수 있으며, 상기 내부케이싱에는 증기가 유입되고 유도되는 증기가이드 등이 제공될 수 있다. 이러한 증기가이드로는 보일러의 과열기나 재열기 또는 다른 증기터빈에 연결되어 증기가 유입될 수 있다.
상기 회전부재(20)는 상기 증기가 통과하면서 회전될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전부재(20)와 연결된 발전기 등에서 전기에너지를 생산할 수 있게 된다.
즉, 상기 회전부재(20)는 바디부재(10)에 회전되게 결합되며, 이를 위해 블레이드부(21), 회전축부(22)를 제공할 수 있는데, 상기 회전축부(22)와 발전기가 연결될 수 있는 것이다.
여기서, 상기 블레이드부(21)가 상기 증기가 통과하면서 회전되는 역할을 할 수 있으며, 상기 회전축부(22)가 상기 블레이드부(21)와 결합되어 상기 블레이드부(21)의 회전축이 될 수 있다.
상기 누설방지부재(30)는 상기 회전부재(20)와 상기 바디부재(10) 사이로 증기가 빠져나가는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 회전부재(20)의 블레이드부(21) 외측의 단부는 상기 바디부재(10)와 인접하게 제공되지만, 완전히 밀착되어 제공되지는 않기 때문에, 상기 회전부재(20)의 블레이드부(21) 외측의 단부와 상기 바디부재(10) 사이에는 어느 정도의 간극이 형성되어 있다.
이와 같은 간극으로는 상기 증기가 빠져나갈 수 있어, 이러한 증기는 상기 회전부재(20)의 블레이드부(21)를 회전하도록 밀면서 빠져나가는 것이 아니기 때문에, 증기에 의한 전기에너지 생산 등의 발전 효율을 저하시킬 수 있다.
이와 같은 문제를 감소시키기 위해서, 상기 누설방지부재(30)가 상기 간극에 제공되어, 상기 증기를 상기 회전부재(20)로 유도하는 것이다.
이를 위해, 상기 누설방지부재(30)는 상기 회전부재(20)의 외측의 단부와 인접한 상기 바디부재(10)에 결합되어 제공될 수 있다.
한편, 상기 누설방지부재(30)가 상기 바디부재(10)에 결합되어 제공됨으로써, 상기 누설방지부재(30)와 상기 바디부재(10) 사이에 홈부(H)가 형성되게 된다.
이러한 홈부(H)에는 터빈 내부에서 부유하는 이물질(f)이 충돌 후에 빠져나가는 등으로 상기 누설방지부재(30)를 손상시키며, 상기 홈부(H)와 인접한 상기 회전부재(20)의 블레이드부(21)도 손상시키는 문제가 있다.
이를 방지하기 위해서, 후술하는 포집부재(40)를 제공하여 상기 이물질(f)을 포집할 수 있다.
상기 포집부재(40)는 상기 홈부(H)에 결합되게 제공되며, 특정한 형상을 제공함으로써, 상기 이물질(f)을 수렴하여 포집할 수 있게 된다.
즉, 상기 이물질(f)은 상기 터빈 내부의 부식 등에 의해 발생하게 되며, 이러한 이물질(f)은 상기 회전부재(20)의 회전에 의해 발생되는 회전기류를 타고 회전 이동됨으로써, 원심력을 가지게 된다.
이러한 원심력에 의해서 상기 이물질(f)은 상기 회전부재(20)의 외측으로 이동하게 되며, 상기 회전부재(20)의 외측의 단부와 인접한 상기 바디부재(10)에는 상기 누설방지부재(30)와 협력하여 형성된 상기 홈부(H)가 있기 때문에, 상기 홈부(H)에 제공되는 상기 포집부재(40)가 형성하는 후술할 수용공간(S)으로 상기 이물질(f)이 유입되게 되다.
이때, 유입된 이물질(f)의 일부만이 상기 수용공간(S)을 빠져나가고, 빠져나간 이물질(f)보다 많은 양의 이물질(f)은 상기 수용공간(S)에 남아있게 된다. 이러한 작용이 반복적으로 일어남으로써, 상기 이물질(f)은 상기 수용공간(S)으로 수렴하여 포집되게 된다.
이를 위해서, 상기 포집부재(40)는 상기 홈부(H)와 협력하여 입구부(I) 및 수용공간(S)을 형성할 수 있으며, 특히 상기 입구부(I)가 상기 수용공간(S)의 폭보다 작게 제공됨으로써, 상기 수용공간(S)으로 유입된 이물질(f)이 상기 입구부(I)를 통하여 빠져나가는 비율을 줄일 수 있다.
더욱이, 상기 이물질(f)은 원심력에 의해서, 상기 입구부(I)로 유입되려는 힘이 더 크기 때문에, 상기 수용공간(S)에서의 연쇄적인 충돌에 의해서 상기 입구부(I)로 되돌아 나오는 비율도 적다.
또한, 상기 입구부(I)를 빠져나간 이물질(f)도 다시 원심력에 의해서 상기 수용공간(S)으로 유입되기 때문에, 부유하는 이물질(f)은 상기 수용공간(S)으로 수렴되어 포집되어질 수 있다.
여기서, 상기 포집부재(40)는 인접단부(41), 중앙부(42), 내측단부(43), 격리벽(44) 등을 포함할 수 있다.
상기 인접단부(41)는 상기 포집부재(40) 중에서 상기 회전부재(20)와 가장 가까운 부분을 말하며, 상기 인접단부(41)에는 상기 이물질(f)이 최초로 충돌되는 제1충돌면(41a)이 제공될 수 있다.
여기서, 상기 제1충돌면(41a)은 상기 홈부(H)의 내측 방향으로 경사지게 제공됨으로써, 상기 제1충돌면(41a)에 충돌한 이물질(f)이 상기 입구부(I)로 이동되게 유도할 수 있다.
한편, 상기 제1충돌면(41a)에 충돌하여 유입되는 이물질(f)의 입사각(a) 및 유입위치가 상기 입구부(I)로 들어갈 수 있는 범위인지도 문제될 수 있다. 우선, 충돌 후 반사되는 이물질(f)은 입사각(a)과 반사각(a)이 동일함이 전제된다.
이러한, 입사각(a) 및 유입위치는 입구부(I)의 간격(W), 상기 제1충돌면(41a)의 경사각에 따라서 다양한 범위로 제시될 수 있다.
일례를 설명하면, 상기 이물질(f)의 유입위치가 상기 제1충돌면(41a)의 중앙 부분이며, 상기 입사 경로가 상기 홈부(H)의 벽면과 수평한 경우에, 입사각(a)은 상기 인접단부(41)의 꼭지 부분에서의 상기 제1충돌면(41a)의 경사각과 동일하다.
또한, 상기 홈부(H) 벽면과 수평한 방향으로, 상기 인접단부(41)의 꼭지 부분과 상기 입구부(I)까지의 거리를 입구거리(L)로 정의하면, 상기 제1충돌면(41a)의 중앙 부분과 상기 입구부(I)까지의 거리는 입구거리(L)의 반(L/2)이 된다.
또한, 상기 제1충돌면(41a)에서 1차 충돌되어 반사된 이물질(f)이 상기 홈부(H)의 벽면에 2차 충돌하여 반사되어 이동되는 경로는 상기 입구부(I)의 내측으로 이동되어야 하며, 이를 위해서는 이하의 식을 만족해야 한다.
{0.5L × tan(a) + W} × cot(2a) > 0.25L
즉, 상기 이물질(f)이 상기 홈부(H) 벽면과 수평한 방향으로 상기 제1충돌면(41a)의 중앙 부분에 충돌되는 경우에, 상기 입구부(I)로 유입되기 위해서는 입구거리(L)의 4등분한 부분 이상으로 상기 홈부(H)의 바닥면과 가깝게 상기 홈부(H)의 벽면에 충돌해야 한다.
이를 전제로 입사각과의 관계를 판단하면 상기 식과 같은 관계가 성립하는 것이다.
더하여, 상기 인접단부(41)에는 수용확장골(41b)이 더 형성될 수 있다. 즉, 상기 수용확장골(41b)은 상기 수용공간(S)으로 개방되게 형성된 골의 형상으로 상기 인접단부(41)에 형성되는 것이기 때문에, 상기 수용공간(S)을 더 넓히는 역할을 할 수 있다.
더욱이, 상기 인접단부(41)의 제1충돌면(41a)은 상기 홈부(H)의 내측 방향으로 경사지게 제공되고, 상기 수용확장골(41b)은 상기 수용공간(S)을 향하여 개방된 형상이기 때문에, 상기 수용확장골(41b)로 유입된 이물질(f)은 다시 수용공간(S)으로 이동되게 충돌된다.
이는 물고기를 잡는 통발의 원리와 같은 것으로, 상기 입구부(I)에 인접한 상기 인접단부(41)가 상기 입구부(I)로 들어오는 부분은 상기 입구부(I)를 향하여 경사지게 제공되어 상기 입구부(I)로 유도되지만, 상기 입구부(I)를 통하여 나가는 반대 부분은 입구부(I)로 유도되지 않고, 상기 수용확장골(41b)로 유도하는 것이다.
상기 중앙부(42)는 상기 입구부(I)로 유입된 이물질(f)이 충돌하는 부분으로 제2충돌면(42a)을 제공할 수 있다. 상기 중앙부(42)에 대한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
상기 내측단부(43)는 상기 포집부재(40)가 상기 바디부재(10)와 결합되는 부분으로써, 볼트결합(B) 등에 의해서 상기 바디부재(10)에 결합될 수 있으며, 특히 상기 내측단부(43)에는 상기 이물질(f)과 충돌되어 상기 이물질(f)의 원심력을 줄여줌으로써, 상기 이물질(f)의 수렴 효과를 높이는 범퍼턱(43a)이 제공될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.
그리고, 상기 격리벽(44)은 링 형상으로 제공되는 포집부재(40)를 따라 상기 이물질(f)이 회전하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 7을 참조하여 후술한다.
도 4는 도 2의 M부분을 확대하여 도시한 단면도로써, 중앙부(42)의 제2충돌면(42a)과 충돌된 이물질(f)까지 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 포집부재(40)는 상기 인접단부(41)와 연결되며, 상기 제1충돌면(41a)과 반대 방향으로 경사지게 제공되는 제2충돌면(42a)이 형성된 중앙부(42)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 중앙부(42)는 상기 입구부(I)로 유입된 이물질(f)이 충돌하는 부분으로 제2충돌면(42a)을 제공할 수 있으며, 이에 의해 상기 입구부(I)로 유입된 이물질(f)을 더욱 상기 수용공간(S)의 내측으로 이동시킬 수 있다.
다시 말해, 상기 제2충돌면(42a)은 상기 제1충돌면(41a)과 반대 방향으로 경사지게 제공되기 때문에, 충돌 후 상기 이물질(f)의 진행 방향이 상기 수용공간(S)의 내측으로 유도될 수 있는 것이다.
여기서, 상기 중앙부(42)는 상기 인접단부(41)와 후술할 내측단부(43) 사이의 부분으로 상기 인접단부(41)에 수용확장골(41b)이 형성되는 경우에는 제공되지 않을 수도 있다.
도 5는 도 2의 M부분을 확대하여 도시한 단면도로써, 내측단부(43)의 범퍼턱(43a)과 충돌된 이물질(f)까지 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 포집부재(40)는 상기 수용공간(S)으로 돌출된 범퍼턱(43a)이 제공되며, 상기 바디부재(10)와 결합되는 내측단부(43)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 범퍼턱(43a)은 자석으로 제공될 수 있다.
즉, 상기 내측단부(43)는 상기 포집부재(40)가 상기 바디부재(10)와 결합되는 부분으로써, 볼트결합(B) 등에 의해서 상기 바디부재(10)에 결합될 수 있다.
특히, 상기 내측단부(43)에는 상기 이물질(f)과 충돌되어 상기 이물질(f)의 원심력을 줄여줌으로써, 상기 이물질(f)의 수렴 효과를 높이는 범퍼턱(43a)이 제공될 수 있다.
즉, 상기 범퍼턱(43a)은 상기 바디부재(10)와 상기 포집부재(40) 사이의 홈부(H) 부분인 상기 수용공간(S)으로 돌출되게 형성된 부분으로, 상기 이물질(f)이 상기 홈부(H)의 바닥과 상기 범퍼턱(43a) 사이에 유입되어 상기 홈부(H) 바닥과 마주보는 상기 범퍼턱(43a)의 일면과 충돌함으로써, 이동 추진력인 상기 이물질(f)의 원심력을 줄일 수 있게 된다.
더하여, 상기 범퍼턱(43a)만을 자석으로 형성되게 제공한다면, 상기 이물질(f) 중에 금속재료의 이물질(f)은 자력에 의해서도 원심력을 줄일 수 있으며, 최종적으로는 상기 범퍼턱(43a)에 부착되어 포집될 수 있게 된다.
더욱이, 상기 이물질(f)은 터빈 내부 금속소재의 물질이 탈락되어 형성되는 경우가 많으므로, 상기 이물질(f)의 포집 효과의 상승에 미치는 영향이 클 것임을 예상할 수 있다.
도 7은 본 발명의 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈의 포집부재(40)가 격리벽(44)을 포함하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질(f) 포집 기능을 갖는 터빈의 상기 포집부재(40)는 상기 회전부재(20)의 외측의 단부를 감싸는 링 형상으로 제공되며, 원주 방향으로 일정 간격 분할된 부분에 상기 홈부(H)를 분할하는 격리벽(44)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 격리벽(44)은 링 형상으로 제공되는 포집부재(40)를 따라 상기 이물질(f)이 회전하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
다시 말해, 상기 이물질(f)은 상기 회전부재(20)의 회전에 의해서 회전 유동이 유도되며, 이렇게 회전되는 회전유동으로 원심력을 가지기 때문에, 상기 포집부재(40)에 유입된 후에도 링 형상의 상기 포집부재(40)를 통하여 회전하게 된다.
이때, 상기 격리벽(44)을 제공함으로써, 상기 이물질(f)이 회전시에 충돌에 의해서 원심력을 줄여주어 상기 이물질(f)이 상기 포집부재(40)에 수용되도록 유도할 수 있게 된다.
즉, 상기 범퍼턱(43a)은 상기 이물질(f)이 원심력에 의해서 외측으로 이동하려는 직경 방향 움직임을 감소시키는 역할을 하는 것이고, 상기 격리벽(44)은 상기 이물질(f)이 원심력에 의해 원주 방향으로 이동하려는 움직임을 감소시키는 역할을 하게 되는 것이다.
이를 위해, 상기 격리벽(44)은 상기 홈부(H)에서 상기 포집부재(40)와 바디부재(10) 사이에 형성되는 수용공간(S)을 원주 방향으로 일정 간격 분할되게 제공될 수 있다.
한편, 상기 격리벽(44)에는 나사홈이 형성되어 상기 바디부재(10)와 볼트결합(B)됨으로써, 분할된 상기 포집부재(40)를 상기 바디부재(10)에 결합시키는 역할도 할 수 있다.
10: 바디부재 20: 회전부재
21: 블레이드부 22: 회전축부
30: 누설방지부재 40: 포집부재
41: 인접단부 41a: 제1충돌면
41b: 수용확장골 42: 중앙부
42a: 제2충돌면 43: 내측단부
43a: 범퍼턱 44: 격리벽

Claims (7)

  1. 바디부재;
    상기 바디부재에 회전되게 결합되는 회전부재;
    상기 회전부재의 외측의 단부에 인접하여 제공되며, 상기 바디부재에 결합되어 홈부를 형성하는 누설방지부재; 및
    상기 홈부 내측에 결합되는 포집부재;를 포함하고,
    상기 포집부재는 상기 홈부와 협력하여, 상기 회전부재의 회전에 의해 원심력을 가지는 부유하는 이물질이 유입되는 입구부 및 상기 입구부보다 폭이 큰 수용공간을 형성하며,
    상기 포집부재는,
    상기 수용공간으로 돌출된 범퍼턱이 제공되며, 상기 바디부재와 결합되는 내측단부;
    를 포함하는 이물질 포집 기능을 갖는 터빈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포집부재는,
    상기 홈부의 내측 방향으로 경사지게 제공되는 제1충돌면이 형성되며, 상기 회전부재에 인접하게 제공되는 인접단부;
    를 포함하는 이물질 포집 기능을 갖는 터빈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 포집부재는,
    상기 인접단부와 연결되며, 상기 제1충돌면과 반대 방향으로 경사지게 제공되는 제2충돌면이 형성된 중앙부;
    를 포함하는 이물질 포집 기능을 갖는 터빈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 인접단부에는 상기 수용공간으로 개방되게 형성된 수용확장골;
    이 제공되는 이물질 포집 기능을 갖는 터빈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 범퍼턱은 자석으로 제공되는 이물질 포집 기능을 갖는 터빈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 포집부재는,
    상기 회전부재의 외측의 단부를 감싸는 링 형상으로 제공되며,
    원주 방향으로 일정 간격 분할된 부분에 상기 홈부를 분할하는 격리벽이 형성된 이물질 포집 기능을 갖는 터빈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014081050A (ja) * 2012-10-18 2014-05-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転機械

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130160876A1 (en) * 2010-09-09 2013-06-27 Dresser-Rand Company Flush-Enabled Controlled Flow Drain
JP2014081050A (ja) * 2012-10-18 2014-05-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転機械

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